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第 13 讲 铁及其重要化合物
复习目标 1.掌握铁及其重要化合物的主要性质及应用。2.了解铁及其重要化合物的制备方
法。
考点一 铁的单质、氧化物
1．铁
(1)位置与物理性质
(2)化学性质：比较活泼，常表现变价，重要化学反应为
2．铁的氧化物的比较
化学式 FeO Fe O Fe O
2 3 3 4
俗名 铁红 磁性氧化铁
颜色状态 黑色粉末 红棕色粉末 黑色晶体(有磁性)
溶解性 难溶于水 难溶于水 难溶于水
铁的化合价 ＋ 2 ＋ 3 ＋ 2 、＋ 3稳定性 不稳定 稳定 稳定
与H＋反应的 FeO＋2H＋===Fe2＋ Fe O＋6H＋===2Fe3＋ Fe O＋8H＋===Fe2＋＋
2 3 3 4
离子方程式 ＋HO ＋3HO 2Fe3＋＋4HO
2 2 2
与CO的反应
FeO＋yCO=====xFe＋yCO
x y 2
(炼铁原理)
1．铁的化学性质比较活泼，所以铁在自然界中全部以化合态形式存在( )
2．Fe分别与Cl 和盐酸反应所得氯化物相同( )
2
3．常温下可用铁制容器储存、运输浓硝酸、浓硫酸( )
4．铁是较活泼的金属，它与卤素单质(X )反应生成物为FeX( )
2 2
5．铁在纯氧中燃烧或高温下和水蒸气反应均能得到Fe O( )
3 4
答案 1.× 2.× 3.√ 4.× 5.√
一、铁与酸、水蒸气的反应
1．请列举铁与硝酸反应的各种情况，写出相关的离子方程式。
提示 (1)常温下，铁在冷的浓硝酸中钝化。
(2)加热时，铁可溶于浓硝酸中：
Fe＋6H＋＋3NO=====Fe3＋＋3NO ↑＋3HO
2 2
(3)铁与稀硝酸反应：
①少量铁：Fe＋NO＋4H＋===Fe3＋＋NO↑＋2HO
2
②过量铁：3Fe＋2NO＋8H＋===3Fe2＋＋2NO↑＋4HO
2
2．铁与水蒸气反应，通常有以下两种装置，请回答下列问题：
装置一 装置二
(1)装置二中湿棉花的作用为______________________________________________。
(2)实验完毕后，取出装置一的少量固体，溶于足量稀盐酸，再滴加 KSCN溶液，溶液颜色
无明显变化，试解释原因：________________________________________(用离子方程式表
示)。
答案 (1)提供水蒸气 (2)Fe O＋8H＋===Fe2＋＋2Fe3＋＋4HO、2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋
3 4 2
二、铁的氧化物组成的确定(守恒法应用)3．准确称取某种铁的氧化物2.88 g，用足量的CO进行还原，将生成的CO 全部用足量的澄
2
清石灰水吸收，得到沉淀4.00 g，计算该氧化物的化学式：__________。
答案 FeO
解析 4.00 g CaCO 沉淀的物质的量为0.04 mol，则CO、CO 的物质的量均为0.04 mol，增
3 2
加的氧元素为0.04 mol，质量为0.04 mol×16 g·mol－1＝0.64 g，铁的氧化物中氧元素的质量
为0.64 g，铁元素的质量为2.88 g－0.64 g＝2.24 g，铁的氧化物中铁元素与氧元素的物质的
量之比为∶0.04 mol＝1∶1，则这种铁的氧化物的化学式为FeO。
4．(2022·丽江质检)有一块铁的“氧化物”样品，用140 mL 5.0 mol·L－1盐酸恰好将之完全
溶解，所得溶液还能吸收0.025 mol Cl ，恰好使其中的Fe2＋全部转变为Fe3＋，则该样品的化
2
学式可能为__________________________________________________________________。
答案 Fe O
5 7
解析 根据2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－，可知铁的“氧化物”样品用盐酸溶解后所得溶液中
2
n(Fe2＋)＝0.025 mol×2＝0.05 mol，根据电荷守恒得2n(Fe2＋)＋3n(Fe3＋)＝n(Cl－)，则n(Fe3＋)
＝0.2 mol，故n(Fe2＋)∶n(Fe3＋)＝0.05∶0.2＝1∶4，故该氧化物可表示为 FeO·2Fe O ，即
2 3
Fe O。
5 7
确定铁的氧化物组成的基本方法
设铁的氧化物中铁元素与氧元素的质量比为m∶n，
则氧化物中n(Fe)∶n(O)＝∶＝a∶b，
若a∶b＝1∶1，则铁的氧化物为FeO；
若a∶b＝2∶3，则铁的氧化物为Fe O；
2 3
若a∶b＝3∶4，则铁的氧化物是Fe O 或FeO与Fe O 按物质的量之比为1∶1组成的混合物
3 4 2 3
或FeO、Fe O、Fe O 的混合物(其中FeO、Fe O 物质的量之比为1∶1，Fe O 物质的量为任
2 3 3 4 2 3 3 4
意值)。
考点二 铁的氢氧化物
氢氧化铁和氢氧化亚铁的比较
化学式 Fe(OH) Fe(OH)
2 3
色态 白色固体 红褐色固体
与盐酸反应 Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋2HO Fe(OH) ＋3H＋===Fe3＋＋3HO
2 2 3 2
受热分解 2Fe(OH) =====Fe O＋3HO
3 2 3 2可溶性亚铁盐与碱溶液反应： 可溶性铁盐与碱溶液反应：
制法
Fe2＋＋2OH－===Fe(OH) ↓ Fe3＋＋3OH－===Fe(OH) ↓
2 3
在空气中，Fe(OH) 能够非常迅速地被氧气氧化成Fe(OH) ，现象是白
2 3
二者的关系 色絮状沉淀迅速变成灰绿色，最后变成红褐色，化学方程式为
4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
1．在空气中，白色的Fe(OH) 迅速转变成灰绿色，最终变成红褐色( )
2
2．FeCl 溶液滴入热的浓NaOH溶液中可得到Fe(OH) 胶体( )
3 3
3．Fe(OH) 与HNO 发生反应的离子方程式为Fe(OH) ＋2H＋===Fe2＋＋2HO( )
2 3 2 2
4．Fe(OH) 与氢碘酸反应生成FeI( )
3 3
答案 1.√ 2.× 3.× 4.×
氢氧化亚铁制备实验探究
1．用FeSO 溶液与不含O 的蒸馏水配制的NaOH溶液反应制备Fe(OH) 。
4 2 2
(1)用硫酸亚铁晶体配制上述FeSO 溶液时还需要加入________。
4
(2)除去蒸馏水中溶解的O 常采用______的方法。
2
(3)生成Fe(OH) 白色沉淀的操作是用长滴管吸取不含O 的NaOH溶液，插入FeSO 溶液液
2 2 4
面下，再挤出NaOH溶液，这样操作的理由是______________________________________。
答案 (1)稀HSO 、铁屑 (2)煮沸 (3)避免生成的Fe(OH) 沉淀接触O 而被氧化
2 4 2 2
解析 (1)Fe2＋易水解，要加入稀HSO 防止其水解；Fe2＋易被空气中的O 氧化，要加铁粉，
2 4 2
将被氧化生成的Fe3＋还原成Fe2＋。(2)气体的溶解度是随温度升高而降低的，所以煮沸后的
蒸馏水中溶解的O 变少。
2
2．下列各图示中能较长时间看到Fe(OH) 白色沉淀的是________(填序号)。
2答案 ①②④
解析 ①②原理一样，都是先用氢气将装置中的空气排尽，并使生成的 Fe(OH) 处在氢气的
2
保护中；④中液面加苯阻止了空气进入；③由于带入空气中的氧气，能迅速将 Fe(OH) 氧
2
化，因而不能较长时间看到白色沉淀。
3．用如图所示装置(夹持仪器省略)制备氢氧化亚铁。
实验步骤如下：
Ⅰ.检查装置气密性后，关闭K 、K ，打开K 、K 、K ，使装置A中产生的气体进入装置B
2 5 1 3 4
中，排尽B中空气。
Ⅱ.待B中空气排尽后，关闭K，打开K，将A中溶液压入B中并观察现象。
3 2
Ⅲ.关闭K、K，打开K，使C中气体通入B中并观察现象。
1 2 5
回答下列问题：
(1)仪器a的名称是________，B中长玻璃管的作用是________________________。
(2)装置A中金属离子的检验方法是________________________________________。
(3)步骤 Ⅲ 装置B中的现象是____________，其发生反应的化学方程式为______________。
答案 (1)恒压滴液漏斗 平衡气压，辅助排出装置B中的空气 (2)取少量装置A烧瓶中
的液体于洁净试管中，滴加几滴KSCN溶液，无红色出现，再滴加HO ，溶液变为红色，
2 2
则证明存在Fe2＋
(3)白色沉淀逐渐变为灰绿色，最后变为红褐色 4Fe(OH) ＋O＋2HO===4Fe(OH)
2 2 2 3
解析 氢氧化亚铁容易被氧气氧化，因此打开K 、K 、K ，关闭K 和K ，装置A中产生
1 3 4 2 5
H ，排出装置B中的空气，因此长导管作用之一是辅助排出装置 B中的空气，作用之二是
2
平衡压强，防止装置中压强过大，发生危险。
4．利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH) 白色沉淀，如图所示，已知两电极的材料分别为
2
石墨和铁。(1)a电极的材料应为________，电极反应式为__________________________。
(2)电解液c可以是________(填字母)。
A．纯水 B．NaCl溶液
C．NaOH溶液 D．CuCl 溶液
2
(3)d为苯，其作用是_________________________，在加入苯之前对电解液c应作何简单处
理 ？
______________________________________________________________________________。
(4)若c用NaSO 溶液，当电解一段时间后看到白色Fe(OH) 沉淀，再反接电源电解，除了
2 4 2
电极上看到气泡外，另一明显现象为______________________________________________。
答案 (1)Fe Fe－2e－===Fe2＋
(2)BC
(3)隔绝空气，防止生成的Fe(OH) 被氧化 加热煮沸，排出溶解的O
2 2
(4)白色沉淀迅速变为灰绿色，最后变成红褐色
(1)成功关键：①溶液中不含Fe3＋和O 等氧化性物质。②制备过程中，保证生成的Fe(OH)
2 2
在密闭的隔绝空气的体系中。
(2)几种典型的制备方法
方法 装置 说明
用不含Fe3＋的FeSO 溶液与用不含O 的蒸馏
4 2
隔绝空气
水配制的NaOH溶液反应制备
先打开止水夹，生成的氢气排尽装置中的空
氢气氛围中 气，关闭止水夹，生成的硫酸亚铁被压入氢
氧化钠溶液
利用电解实验可以制得纯净的Fe(OH) 白色沉
2
电解法
淀，阳极为铁，阴极为石墨考点三 Fe2＋和 Fe3＋的性质及检验
1．铁盐与亚铁盐
亚铁盐(Fe2＋) 铁盐(Fe3＋)
颜色 浅绿色(溶液) 黄色(溶液)
既有氧化性，又有还原性，以还原性为
主，如在酸性条件下能被HO、NO氧 一般表现为氧化性，如能
2 2
氧化性与还
化，离子方程式分别是2Fe2＋＋HO＋2H 溶解铜，离子方程式为
2 2
原性
＋===2Fe3＋＋2HO，3Fe2＋＋4H＋＋ 2Fe3＋＋Cu===Cu2＋＋2Fe2＋
2
NO===3Fe3＋＋NO↑＋2HO
2
极易水解，只存在于酸性
水解性 水解呈酸性
较强的溶液中
2.Fe2＋、Fe3＋的检验方法
(1)用KSCN溶液和氯水
(2)用NaOH溶液
(3)含Fe2＋、Fe3＋的混合溶液中Fe2＋、Fe3＋的检验
――――→溶液变红色，说明含有Fe3＋。
―――――→KMnO 溶液紫红色褪去，说明含有Fe2＋。
4
(4)Fe2＋的特征检验方法
溶液―――――――产→生蓝色沉淀，说明溶液中含有 Fe2＋，3Fe2＋＋2[Fe(CN) ]3－===
6
Fe [Fe(CN) ]↓。
3 6 2
1．中性溶液中可能大量存在Fe3＋、Cl－、K＋、SO( )
2．检验FeCl 溶液中的Fe2＋，可将酸性KMnO 溶液滴加到该溶液中，若酸性KMnO 溶液褪
2 4 4
色，证明含有Fe2＋( )3．FeCl 不能通过化合反应制备( )
2
4．硫酸亚铁片和维生素C同时服用能增强治疗缺铁性贫血的效果( )
5．“青矾(FeSO )”宜密闭保存，防止氧化变质( )
4
答案 1.× 2.× 3.× 4.√ 5.√
一、Fe3＋、Fe2＋、Cu2＋氧化性比较
1．在FeCl 、CuCl 混合溶液中，加入铁粉与铜粉的混合物。
3 2
(1)若金属无剩余，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有________。
答案 Fe2＋、Cu2＋ Fe3＋
(2)若剩余固体中有铁和铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，一定不存在
________。
答案 Fe2＋ Cu2＋、Fe3＋
(3)若剩余固体中只有铜，则溶液中一定存在的金属阳离子有________，可能存在的有
__________，一定不存在________。
答案 Fe2＋ Cu2＋ Fe3＋
二、Fe2＋、Fe3＋的检验
2．为探究某绿矾样品的变质情况，化学兴趣小组的同学设计了下列实验方案。
可供选择的试剂：硫氰化钾溶液、酸性高锰酸钾溶液、氯水、氢氧化钠溶液、氯化钡溶液，
请参与完成方案设计。
实验准备：取少量绿矾样品，用蒸馏水在烧杯中配成溶液。
(1)如何证明绿矾已经被氧化？
(2)如何证明绿矾已经被完全氧化？
(3)在使用硫酸亚铁时，如何防止Fe3＋的干扰？写出相关离子方程式。
答案 (1)取少量溶液，加入几滴硫氰化钾溶液，若溶液变红色，则证明绿矾样品已被氧化。
(2)取少量溶液，加入几滴酸性高锰酸钾溶液，若溶液不褪色，则证明绿矾样品已被完全氧
化。
(3)加入适量铁粉，Fe＋2Fe3＋===3Fe2＋。
三、Fe3＋、Fe2＋性质综合应用
3．常温下，下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是( )
A．透明的溶液中：Fe3＋、Mg2＋、SCN－、Cl－
B．pH＝0的溶液中：Fe2＋、K＋、NO、SO
C．0.1 mol·L－1 FeCl 溶液中：K＋、NH、I－、HCO
3
D．1.0 mol·L－1 KNO 溶液中：H＋、Fe3＋、Cl－、SO
3
答案 D
解析 A中Fe3＋与SCN－形成络合物，B中酸性条件下NO氧化Fe2＋，C中Fe3＋与I－、HCO均不共存。
4．将0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe (SO ) 溶液等体积混合，充分反应后，取混
2 4 3
合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 的是( )
2
A．向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色
B．向混合液中滴入AgNO 溶液，有黄色沉淀生成
3
C．向混合液中滴入K[Fe(CN) ]溶液，有蓝色沉淀生成
3 6
D．向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色
答案 A
解析 0.2 mol·L－1的KI溶液和0.05 mol·L－1 Fe (SO ) 溶液等体积混合，KI过量，向混合液
2 4 3
中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3＋，能说明溶液中存在化学平衡
2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I ，A项正确；KI过量，溶液中存在I－，B项错误；该反应生成Fe2
2
＋，向混合液中滴入K[Fe(CN) ]溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2＋，C项错
3 6
误；该反应生成I ，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D项
2
错误。
5．已知：沉淀的pH如下表：
化合物 Fe(OH) Fe(OH) Mg(OH) Cu(OH)
3 2 2 2
pH 1.14～3.0 5.8～8.3 8.4～10.8 4.2～6.7
(1)除去Mg2＋中混有的Fe3＋的方法
向混合溶液中加入____________、____________、__________其中之一，与Fe3＋水解产生
的H＋反应，促进Fe3＋的水解，将Fe3＋转化为Fe(OH) 沉淀除去。
3
(2)除去Mg2＋中混有的Fe2＋的方法
先加入氧化剂(如______)将溶液中的Fe2＋氧化成Fe3＋，然后再按(1)的方法除去溶液中的Fe3
＋。
(3)请设计实验方案：除去CuCl 溶液中混有的少量FeCl 。
2 2
答案 (1)MgO MgCO Mg(OH)
3 2
(2)H O
2 2
(3)先通入适量 Cl(或加入 HO)，再向混合溶液中加入足量 CuO[或CuCO 、Cu(OH) 、
2 2 2 3 2
Cu (OH) CO 其中之一]，充分反应后过滤。
2 2 3
检验Fe2＋和Fe3＋时的注意事项
(1)Fe3＋、Fe2＋、Cl－同时存在时不能用酸性KMnO 溶液检验Fe2＋(Cl－能还原酸性KMnO ，
4 4
有干扰)。
(2)检验Fe2＋、Fe3＋的其他方法
检验Fe3＋也可用苯酚(C HOH)；检验Fe2＋最好用K[Fe(CN) ]溶液。
6 5 3 61．下列关于铁及其化合物的说法正确的是( )
A．FeS 在沸腾炉中与O 反应主要生成SO (2020·浙江7月选考，12C)
2 2 3
B．Mg加入到过量FeCl 溶液中可得Fe(2020·浙江7月选考，12B)
3
C．钢铁在潮湿空气中生锈主要是发生了电化学腐蚀(2020·浙江7月选考，8D)
D．室温下，Fe与浓HSO 反应生成FeSO (2020·江苏，6D)
2 4 4
答案 C
解析 FeS 在沸腾炉中与O 发生的反应为4FeS ＋11O=====2Fe O ＋8SO ，产物主要是
2 2 2 2 2 3 2
SO ，故A错误；Mg加入到FeCl 溶液中，Mg具有较强的还原性，先与Fe3＋反应，生成
2 3
Mg2＋和Fe2＋，若Mg过量，Mg与Fe2＋继续反应生成Mg2＋和Fe，但由于反应中FeCl 过量，
3
所以不会生成Fe，故B错误；钢铁在潮湿的空气中，铁和碳、水膜形成原电池，发生电化
学腐蚀，腐蚀速率更快，故C正确；室温下，铁在浓硫酸中发生钝化，故D错误。
2．下列关于铁及其化合物的说法错误的是( )
A．将废铁屑加入FeCl 溶液中，可用于除去工业废气中的Cl(2019·天津，3A)
2 2
B．铁锈的主要成分可表示为Fe O·nHO(2020·浙江1月选考，9B)
2 3 2
C．FeCl 溶液腐蚀铜板的离子方程式为 2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2＋(2020·浙江1月选考，
3
13B)
D．将某固体试样完全溶于盐酸，再滴加KSCN溶液，没有出现红色，则该固体试样中不存
在Fe3＋(2018·浙江11月选考，25B)
答案 D
解析 铁和亚铁离子能将氯气还原为氯离子，从而除去工业废气中的氯气，故 A正确；
FeCl 溶液与铜反应生成氯化亚铁和氯化铜，反应的离子方程式为2Fe3＋＋Cu===2Fe2＋＋Cu2
3
＋，故C正确；若固体为FeCl 和Fe的混合物，Fe过量时也有相同的现象，故固体试样中可
3
能存在Fe3＋，故D错误。
3．下列观点的叙述正确的是( )
A．Fe在稀硝酸中发生钝化(2019·江苏，6A)
B．Fe――→FeCl ―――→Fe(OH) (2017·江苏，7A)
2 2
C．Fe O(s)――→Fe(s)―――→FeCl (aq)(2018·江苏，9D)
2 3 3
D．向2 mL 0.1 mol·L－1的FeCl 溶液中加足量铁粉，振荡，加1滴KSCN溶液，黄色逐渐消
3
失，加KSCN溶液颜色不变，说明还原性：Fe>Fe2＋(2017·全国卷Ⅱ，13A)
答案 D
解析 常温下，Fe遇浓硝酸发生钝化，A错误；铁与氯气反应只能生成氯化铁，B错误；Al
与Fe O 高温发生铝热反应生成Al O 和Fe，Fe与HCl反应生成FeCl 和H ，C错误；加入
2 3 2 3 2 2足量的铁粉，黄色消失，加入KSCN溶液，溶液不变色，说明Fe3＋完全被消耗，即Fe＋
2Fe3＋===3Fe2＋，根据氧化还原反应规律，还原剂的还原性大于还原产物的还原性，Fe元素
化合价升高，Fe为还原剂，Fe2＋既是还原产物又是氧化产物，因此还原性：Fe>Fe2＋，D正
确。
4．(2019·浙江4月选考，24)聚合硫酸铁[Fe(OH)SO ] 能用作净水剂(絮凝剂)，可由绿矾
4 n
(FeSO ·7H O)和KClO 在水溶液中反应得到。下列说法不正确的是( )
4 2 3
A．KClO 作氧化剂，每生成1 mol [Fe(OH)SO ] 消耗 mol KClO
3 4 n 3
B．生成聚合硫酸铁后，水溶液的pH增大
C．聚合硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体而净水
D．在相同条件下，Fe3＋比[Fe(OH)]2＋的水解能力更强
答案 A
解析 根据题干中的信息，可利用氧化还原配平法写出化学方程式：6nFeSO ＋nKClO ＋
4 3
3nHO===6[Fe(OH)SO ]＋nKCl，可知KClO 作氧化剂，同时根据计量数关系可知每生成
2 4 n 3
1 mol[Fe(OH)SO ] 消耗 mol KClO ，A项错误；绿矾溶于水后，亚铁离子水解使溶液呈酸性，
4 n 3
当其转化为聚合硫酸铁后，亚铁离子的浓度减小，因而水溶液的 pH增大，B项正确；聚合
硫酸铁可在水中形成氢氧化铁胶体，胶体粒子吸附杂质微粒引起聚沉，因而能净水，C项正
确；多元弱碱的阳离子的水解是分步进行的，[Fe(OH)]2＋的水解相当于Fe3＋的第二步水解，
由于其所带的正电荷比Fe3＋少，因而在相同条件下，其结合水电离产生的 OH－的能力较弱，
故其水解能力不如Fe3＋，即在相同条件下，第一步水解的程度大于第二步水解，D项正确。
5．(2016·全国卷Ⅱ，28)某班同学用如下实验探究Fe2＋、Fe3＋的性质。回答下列问题：
(1)分别取一定量氯化铁、氯化亚铁固体，均配制成0.1 mol·L－1的溶液。在FeCl 溶液中需加
2
入少量铁屑，其目的是___________________________________________________。
(2)甲组同学取2 mL FeCl 溶液，加入几滴氯水，再加入1滴KSCN溶液，溶液变红，说明
2
Cl 可将Fe2＋氧化。FeCl 溶液与氯水反应的离子方程式为____________________。
2 2
(3)乙组同学认为甲组的实验不够严谨，该组同学在2 mL FeCl 溶液中先加入0.5 mL 煤油，
2
再于液面下依次加入几滴氯水和1滴KSCN溶液，溶液变红，煤油的作用是___________。
(4)丙组同学取10 mL 0.1 mol·L－1KI溶液，加入6 mL 0.1 mol·L－1 FeCl 溶液混合。分别取 2
3
mL 此溶液于3支试管中进行如下实验：
①第一支试管中加入1 mL CCl 充分振荡、静置，CCl 层显紫色；
4 4
②第二支试管中加入1滴K[Fe(CN) ]溶液，生成蓝色沉淀；
3 6
③第三支试管中加入1滴KSCN溶液，溶液变红。
实验②检验的离子是________(填离子符号)；实验①和③说明：在I－过量的情况下，溶液中
仍含有________(填离子符号)，由此可以证明该氧化还原反应为________。
(5)丁组同学向盛有HO 溶液的试管中加入几滴酸化的FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，发生
2 2 2
反应的离子方程式为________________________；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐色沉淀生成。产生气泡的原因是__________________________________________，
生成沉淀的原因是_________________________________________(用平衡移动原理解释)。
答案 (1)防止Fe2＋被氧化 (2)2Fe2＋＋Cl===2Fe3＋＋2Cl－ (3)隔绝空气(排除氧气对实验的
2
影响) (4)Fe2＋ Fe3＋ 可逆反应 (5)H O＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋＋2HO Fe3＋催化HO 分
2 2 2 2 2
解产生O HO 分解反应放热，促进Fe3＋的水解平衡正向移动
2 2 2
解析 (1)亚铁离子具有还原性，能被空气中的氧气氧化，所以在配制的 FeCl 溶液中加入少
2
量铁屑的目的是防止 Fe2＋被空气氧化。(4)根据 Fe2＋的检验方法，向溶液中加入 1 滴
K[Fe(CN) ] 溶液，生成蓝色沉淀，一定含有Fe2＋，则实验②检验的离子是Fe2＋；Fe3＋遇
3 6
KSCN溶液显红色，实验①和③说明，在I－过量的情况下，溶液中仍含有Fe3＋，由此可以
证明该氧化还原反应为可逆反应，反应为2Fe3＋＋2I－2Fe2＋＋I 。(5)H O 溶液中加入几滴
2 2 2
酸化的FeCl 溶液，溶液变成棕黄色，发生反应的离子方程式为HO＋2Fe2＋＋2H＋===2Fe3＋
2 2 2
＋2HO，铁离子的溶液呈棕黄色；一段时间后，溶液中有气泡出现，并放热，随后有红褐
2
色沉淀生成，产生气泡的原因是反应产生的Fe3＋是HO 分解的催化剂，促使HO 分解生成
2 2 2 2
O，同时HO 分解反应是放热反应，促进了Fe3＋的水解平衡Fe3＋＋3HO Fe(OH) ＋3H＋
2 2 2 2 3
正向移动，产生较多 Fe(OH) ，聚集形成沉淀。
3
课时精练
1．春秋初年，我国已掌握了冶铁技术。下列有关铁的化学反应的叙述正确的是( )
A．铁在硫蒸气中燃烧生成Fe S
2 3
B．加热时，过量Fe与氯气反应生成FeCl
2
C．高温下，铁与水蒸气反应有Fe O 生成
3 4
D．高温下，铁粉与氧化铝粉末反应生成单质铝
答案 C
解析 氯气氧化性较强，无论Fe是否过量，与氯气反应都只生成FeCl ，B错误；高温条件
3
下，Fe与水蒸气反应得到Fe O 和氢气，C正确；Fe的活泼性不如Al，不能从氧化铝中置
3 4
换出Al单质，D错误。
2．我国清代《本草纲目拾遗》中叙述了“铁线粉”：“粤中洋行有舶上铁丝，……日久起
销，用刀刮其销，……，所刮下之销末，名铁线粉”。这里的“铁线粉”是指( )
A．Fe B．FeCl
3
C．FeO D．Fe O
2 3
答案 D
解析 铁在空气中容易发生吸氧腐蚀，根据题意“舶上铁丝，……日久起销”，说明销是铁
锈，铁锈的主要成分为Fe O，D项正确。
2 3
3．《本草图经》描述：“绿矾形似朴消(Na SO ·10H O)而绿色，取此物置于铁板上，聚炭，
2 4 2封之囊袋，吹令火炽，其矾即沸，流出，色赤如融金汁者是真也。”下述说明正确的是(
)
①绿矾又称胆矾，化学式为CuSO ·5H O
4 2
②绿矾的分解过程中发生了氧化还原反应
③“色赤”物质可能是铜单质
④流出的液体中可能含有硫酸
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
答案 D
解析 绿矾是七水合硫酸亚铁，胆矾是五水合硫酸铜，故①错误；绿矾分解的过程中，现象
有“色赤”，说明铁被氧化为正三价，发生了氧化还原反应，故②正确；根据描述，该过程
只涉及到了铁的化合物的变化，与铜元素无关，“色赤”可能是出现了氧化铁，故③错误。
4．下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是( )
A．Fe粉具有还原性，可用作抗氧化剂
B．Fe O 粉末呈红棕色，可用于制取铁盐
2 3
C．Fe (SO ) 易溶于水，可用作净水剂
2 4 3
D．FeCl 溶液呈酸性，用于蚀刻铜电路板
3
答案 A
解析 Fe O 粉末呈红棕色，可用于染料，B错误；Fe3＋水解生成氢氧化铁胶体，可用作净
2 3
水剂，C错误；FeCl 溶液具有氧化性，用于蚀刻铜电路板，D错误。
3
5．下列关于氧化铁、氧化亚铁、四氧化三铁三种氧化物的说法不正确的是( )
A．铁元素化合价不完全相同
B．氧元素的化合价完全相同
C．氧化亚铁俗称铁红，为红棕色固体
D．铁在氧气中燃烧的产物为黑色固体
答案 C
解析 铁的三种氧化物中，氧元素的化合价都为－2价；铁元素的化合价不同，氧化铁中铁
为＋3价，氧化亚铁中铁为＋2价，四氧化三铁中铁为＋2价和＋3价；氧化铁俗称铁红，是
一种红棕色的固体；铁在氧气中燃烧生成四氧化三铁，是一种黑色固体。
6．铁的常见化合价有＋2价和＋3价。据研究，铁在浓HNO 中发生钝化时，可生成一种化
3
学式为Fe O 的化合物，它可以看作由FeO和Fe O 组成的复杂氧化物。该化合物可以表示
8 11 2 3
为( )
A．FeO·3Fe O B．2FeO·3Fe O
2 3 2 3
C．FeO·2Fe O D．2FeO·Fe O
2 3 2 3
答案 B
解析 设 Fe O 可表示为 nFeO·mFe O ，则，解得 n＝2，m＝3，该化合物可以表示为
8 11 2 3
2FeO·3Fe O。
2 37．将金属铜、铁置于氯化铁溶液中充分反应，下列对反应情况设想的评价正确的是( )
选项 反应情况设想 评价
当铁、铜均不剩余时，溶液中一定有
A 正确，Fe3＋和Fe、Cu均可反应
Fe2＋、Cu2＋，一定无Fe3＋
当铁、铜均有剩余时，溶液中一定有 正确，Fe和Cu与Fe3＋都反应，故有
B
Fe2＋、Cu2＋，无Fe3＋ Fe2＋和Cu2＋，无Fe3＋
当铜有剩余，铁无剩余时，溶液中一
C 正确，Cu有剩余，故无Cu2＋
定只有Fe2＋，无Cu2＋
当铁有剩余，铜无剩余时，溶液中一 不正确，不可能有Fe剩余而无Cu剩
D
定有Fe2＋、Cu2＋ 余，因为Fe比Cu优先与Fe3＋反应
答案 D
解析 当铁、铜的量比较少时，溶液中可能有Fe3＋存在，A项错误；当铁过量时，无Cu2＋
生成，此时溶液中不存在Cu2＋和Fe3＋，B项错误；铜有剩余则溶液中一定无Fe3＋，可能有
Cu2＋，C项错误；铁比铜活泼，不可能铁剩余而铜无剩余，D项正确。
8．某化学实验小组探究Fe2＋和Fe3＋性质时发现：往FeCl 和KSCN的混合溶液中滴加氯水，
2
溶液变成红色，但当氯水过量时，红色却会褪去。为此，他们设计如图装置进一步探究。
已知：①X为NaClO溶液，Y为FeCl 和KSCN的混合溶液。②持续缓慢滴入NaClO溶液
3
至过量的过程中，圆底烧瓶中红色变浅，有大量气泡产生；Ca(OH) 溶液变浑浊。根据实验
2
现象推测，下列说法不正确的是( )
A．烧瓶中还可能产生红褐色沉淀
B．烧瓶中产生的气体中一定含有SO
2
C．多孔陶瓷的作用是增大气体与溶液的接触面积
D．KSCN中硫元素、氮元素被氧化
答案 B
解析 NaClO是强碱弱酸盐，水解显碱性，Fe3＋在碱性条件下会产生红褐色沉淀，故 A正
确；NaClO有强氧化性，溶液中KSCN中的硫氰根离子会直接被氧化为硫酸根离子，故B
错误；气体进入多孔陶瓷后再扩散到溶液中，可增大气体与溶液的接触面积，有利于气体充
分吸收，故C正确；氯水过量时，红色会褪去， NaClO溶液至过量过程中，圆底烧瓶中红
色变浅，都说明SCN－会被氧化剂氧化，SCN－中S：－2价，C：＋4价，N：－3价，S被
氧化成硫酸根离子，最终收集到氮气，故S、N元素被氧化，故D正确。
9．某学校化学社团为探究SO 与Fe3＋是否发生氧化还原反应，按如图所示装置进行实验(夹
2持、加热装置均省略)，已知浓硫酸的沸点为338 °C。下列说法错误的是( )
A．甲中生成SO 的同时还会有硫酸酸雾产生
2
B．试剂a为饱和NaHSO 溶液
3
C．丙中溶液pH降低，证明Fe3＋氧化了SO
2
D．若Fe3＋氧化了SO ，则在丙中的溶液中滴加K[Fe(CN) ]溶液，会出现蓝色沉淀
2 3 6
答案 C
解析 铜和浓硫酸反应需要加热，硫酸的沸点为338 ℃，所以甲中生成SO 的同时还会有
2
硫酸酸雾产生，故A正确；为了除去SO 中的硫酸酸雾，可以选择饱和NaHSO 溶液，故B
2 3
正确；丙中溶液 pH降低，也可能是 SO 溶于水生成了亚硫酸，不能证明是 Fe3＋氧化了
2
SO ，故C错误；若Fe3＋氧化了SO ，则生成了Fe2＋，Fe2＋和K[Fe(CN) ]反应会出现蓝色沉
2 2 3 6
淀，故D正确。
10．铁与水蒸气反应实验改进前后的装置如图所示：
下列说法错误的是( )
A．将湿棉花改为浸水的尿不湿，酒精灯由单头改为双头，可提供足量的水蒸气
B．用具支试管可将试管口附近冷凝的水导出，避免冷凝水与灼热铁粉接触
C．肥皂水改为吹泡泡水，收集H 效果更好，点燃效果更明显
2
D．悬挂的磁铁仅能吸引反应铁粉，不能吸引反应产物
答案 D
解析 铁、四氧化三铁均可被磁铁吸引，则悬挂的磁体不仅能吸引铁粉，也能吸引反应产物
四氧化三铁，故D错误。
11．已知：普通铁＋水蒸气――――→铁的氧化物＋氢气，铁的氧化物＋氢气――――→“引火铁”
＋水蒸气，“引火铁”为颗粒很细、反应活性很高的铁粉。某实验小组使用普通铁粉、20%
的盐酸及其他试剂制备“引火铁”，装置图(铁架台、铁夹、铁网、石棉网、加热仪器等略
去)如下。关于上述装置和实验，下列分析错误的是( )
A．I中加入普通铁粉，G中可加入碱石灰
B．A中生成磁性氧化铁，E中生成“引火铁”
C．需要加热的仪器只有A、E
D．D用于收集氢气，F处的尾气需处理
答案 C
解析 根据两套装置中各仪器的功能，可以判断出A中放置普通铁粉，B中放一定体积的水，
加热持续提供水蒸气，C是安全瓶，用于防倒吸，D是利用排水集气法收集氢气的仪器。E
中反应物为A中生成的四氧化三铁，圆底烧瓶I中放置普通铁粉，通过分液漏斗加入一定体
积的盐酸，产生H ，从I中逸出的气体中含有挥发出的氯化氢，经过G(内有碱石灰)除杂干
2
燥后得到纯净的氢气，氢气进入E中和Fe O 在一定温度下进行反应，得到“引火铁”，剩
3 4
余的氢气进行收集或其他处理。
12．已知铁粉与水蒸气在不同温度下反应，所得黑色固体产物的成分不同，某化学小组的同
学为测定该固体产物的组成，称取168 mg纯铁粉，按下列步骤进行实验：
①如图所示连接好装置，检查气密性，装入药品；
②打开K，加热某装置，一段时间后，再加热另一装置；
③反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积。
回答下列问题：
(1)实验中先点燃________(填字母)处的酒精灯，该操作在将D中的导管伸入量筒中准备收集
气体之________(填“前”或“后”)。(2)下列实验操作的目的是：
①将铁粉和石棉绒混合均匀：__________________________________________________；
②关闭K：__________________________________________________________________。
(3)判断铁粉与水蒸气反应已经完成的现象是______________________________________。
(4)有同学认为用D装置测量气体的体积时，伸入量筒中的导管应适当加长，该同学的理由
是_____________________________________________________________________________。
(5)用改进后的正确装置进行实验，收集到气体的体积为67.2 mL(已换算成标准状况)，则固
体产物的组成为________。
答案 (1)A 后
(2)①增大铁粉与水蒸气的接触面积，以便充分反应 ②防止冷却时，装置内的压强下降过
快将空气吸入装置，影响H 体积的测定
2
(3)量筒内液面不再发生变化
(4)若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；若导管太长，导管不易插入
量筒中，也不易从量筒中取出
(5)FeO
解析 (1)装置中的空气与Fe会发生反应，影响实验测定，因此要先加热A处的酒精灯，用
水蒸气排出装置内的空气，以防铁粉受热后与空气反应；因反应后装置内会留有 H ，必须
2
将装置内的气体全部收集到量筒中，否则所测气体的体积将偏小，故加热A前要先把D处
收集装置安装好，即点燃A处酒精灯在将D中的导管伸入量筒中准备收集气体之后进行。
(2)②反应完成后，关闭K，停止加热，冷却后读取收集到的气体的体积，关闭K的目的是
防止冷却时，装置内的压强下降过快将空气吸入装置，影响 H 体积的测定。(3)铁粉与水蒸
2
气生成黑色产物，与铁粉的颜色不易区分，只能根据不再产生气体，即气体的体积不再发生
变化作为反应完成的标志。(4)反应是在加热时进行的，产生的氢气在温度高时体积大，当
温度降低时体积减小，若导管太短，冷却时，气体不能回流，导致气体体积偏大；但是若导
管太长，导管就不易插入量筒中，反应结束时导气管也不易从量筒中取出。(5)n(Fe)＝＝
0.003 mol，n(H )＝＝0.003 mol，n (Fe)∶n(H ) ＝1∶1，所以根据电子守恒、元素守恒，可
2 2
得反应的化学方程式为Fe＋HO(g) =====FeO＋H，则所得固体化学式为FeO。
2 2
13．Fe O 具有广泛的用途。甲同学阅读有关资料得知在高温下煅烧 FeCO 可以得到Fe O。
2 3 3 2 3
为了进一步验证此结论，他做了如下实验：
实验步骤 实验操作
取一定质量的FeCO 固体置于坩埚中，高温煅烧至质量不再变化，
3
Ⅰ
冷却至室温
取少量实验步骤Ⅰ所得固体置于一洁净的试管中，用足量的稀硫酸
Ⅱ
溶解
Ⅲ 向实验步骤Ⅱ所得溶液中滴加KSCN溶液，溶液变红由此甲同学得出结论：4FeCO＋O=====2Fe O＋4CO。
3 2 2 3 2
(1)写出实验步骤Ⅲ中发生反应的离子方程式：____________________________________。
(2)乙同学提出了不同的看法：煅烧产物可能是Fe O ，因为Fe O 也可以溶于硫酸，且所得
3 4 3 4
溶液中也含有Fe3＋。于是乙同学对甲同学的实验步骤Ⅲ进行了补充改进：检验实验步骤Ⅱ
所得溶液中是否含有Fe2＋。他需要选择的试剂是______(填字母)。
a．NaOH溶液
b．新制氯水和KSCN溶液
c．K[Fe(CN) ]溶液
3 6
(3)丙同学认为即使得到了乙同学预期的实验现象，也不能确定煅烧产物的成分，你认为丙
同学持此看法的理由是___________________________________________________。
(4)丙同学进一步查阅资料得知煅烧FeCO 的产物中的确含有＋2价铁元素。于是他设计了另
3
一种由FeCO 制取Fe O 的方法：先向FeCO 中依次加入试剂稀硫酸、______________(填试
3 2 3 3
剂名称)和氨水；再________(填操作名称)、洗涤、灼烧，即可得到Fe O。
2 3
答案 (1)Fe3＋＋3SCN－Fe(SCN)
3
(2)c
(3)产物也可以是 FeO和Fe O 的混合物(或Fe O 和FeO；Fe O 和Fe O ；FeO、Fe O 和
2 3 3 4 3 4 2 3 3 4
Fe O)
2 3
(4)过氧化氢溶液(或氯水) 过滤
解析 (2)Fe2＋用K[Fe(CN) ]来检验，反应现象为生成蓝色沉淀，c项正确。(4)FeCO 和
3 6 3
Fe O 中铁元素的价态分别是＋2价和＋3价，所以需要加入氧化剂，如HO 、氯水或通入
2 3 2 2
Cl 等将 Fe2＋氧化成 Fe3＋，加入氨水后生成 Fe(OH) 沉淀，经过滤、洗涤、灼烧可得到
2 3
Fe O。
2 3
14．为探究Fe2＋与SCN－能否形成配位化合物，某研究性学习小组进行如图实验：
探究Ⅰ
(1)配制FeSO 溶液应使用________的蒸馏水。
4
(2)已知溶液颜色越深，色度越大。测得实验i、ii、iii色度数据如表：
实验 i ii iii
色度 0.075 0.049 0.015实验i的作用是________，甲同学推测实验iii色度比实验ii小的原因可能有：①Mg2＋和Fe2
＋对配合物解离影响不同；②______________________________________________。
探究Ⅱ
(3)X为________，实验iv的红色比实验v深的原因为________。
(4)在探究Ⅰ的基础上进行探究Ⅱ的目的为__________________________________。
(5)分析可利用KSCN溶液检测Fe2＋、Fe3＋混合溶液中Fe3＋的原因：________。
答案 (1)煮沸冷却
(2)空白实验 Fe2＋与SCN－反应形成配合物
(3) 3 mL 4 mol·L－1的KCl溶液 Fe2＋与SCN－形成配合物有利于FeCO 向溶解方向移动
3
(4)可以避免不同离子对配合物解离的影响
(5) Fe3＋与SCN－的络合能力比Fe2＋与SCN－的强，且Fe2＋与SCN－反应形成的配合物无色，
不影响Fe(SCN) 红色的观察
3
解析 (2)单独加入水，且加入的体积与加入其他试剂的体积相等，是为了进行实验对比；
Fe2＋与SCN－反应形成配合物，导致硫氰化铁的含量降低，色度降低。
(3)对比实验iv和v，为了前后数据一致，无其他变量的干扰，则X为3 mL 4 mol·L－1的KCl
溶液；实验iv中Fe2＋与SCN－反应形成配合物，有利于碳酸亚铁固体的溶解，使碳酸亚铁溶
解平衡正向进行。(4)探究Ⅰ中Mg2＋和Fe2＋对硫氰化铁解离的影响不同，探究Ⅱ中两组实验
加入的盐溶液相同，可避免不同离子对配合物解离的影响，故在探究Ⅰ的基础上进行探究Ⅱ。
